基先导段研究,论高速铁路轨道控制网测量

轨道控制网(CPⅢ)是高速铁路(高铁)的线下工程与线上轨道工程有机结合的控制纽带,它控制着高铁建构筑物衔接,是轨道铺设、精调及运营维护的基准。为此CPⅢ控制网要求技术设计科学、严谨,工序控制严密、合理,测量技术先进、实用,建网成果持续稳定、高精度。本文基合蚌先导段(试验段)工程实际研究,探讨高铁工程测量控制网中的轨道控制网(CPⅢ)测量技术。     

高速铁路轨道控制网测段网衔接技术研究

轨道控制网(CPⅢ)是高速铁路(简称高铁)建设中轨道铺设、安装调试控制和运营维护监控的基准。CPⅢ依据技术设计、建设需要,分测段建网,测段网衔接处理是CPⅢ建网技术的关键,其衔接处理将直接影响CPⅢ网成果精度和控制着轨道安装、调试及运营维护监测质量,为此把控测段网衔接技术是提高和保证CPⅢ建网质量的重要环节。     

高速铁路轨道位置测量误差的分析

时速200 km/h及以上铁路的轨道位置是由全站仪观测CPⅢ控制点进行自由设站后按极坐标法测定的。本文通过分析误差大小及其对轨道位置的影响, 得出轨道控制网CPⅢ控制点的误差主要影响轨道的长波平顺性, 可以根据轨道长波平顺性要求来确定轨道控制网CPⅢ的测量精度, 从而掌握轨道测量关键, 保证铁路轨道位置的平顺性。     

高速铁路轨道控制网测量数据质量控制研究

高速列车要实现安全平稳地高速行驶,轨道必须具有高平顺性,作为铁路轨道铺设和运营维护的测量基准——轨道控制网(CPⅢ)必须精确可靠。CPⅢ网跨度大、网形结构复杂,其观测数据误差、平差基准的原始数据误差和分段衔接误差等因素会影响控制点的精度和可靠性,最终会影响到轨道的高平顺性建设和评判。在现有的技术规范基础上,以轨道平顺性控制为目标,进一步提高轨道控制网测量数据精度和可靠性,完善高速铁路测量数据质量过程控制的理论和技术体系,确保高速铁路高标准建设和列车高速、平稳、安全运行,是高速铁路测量理论领域值得探索研究的课题。论文借鉴大系统控制理论和多元质量控制与诊断理论的思想,构建起轨道控制网全局式数据质量控制体系(global data quality control system of CPⅢ,GDQCS-CPⅢ),主要成果如下。     

高铁单点交错轨道平面和高程控制网测设新方法研究

为提高高速铁路轨道控制网(CPⅢ)建网及复测的效率,提出单点交错形式三维CPⅢ控制网测设新方法。该方法采用单点交错的布点方式,较点对形式的CPⅢ控制网CPⅢ控制点数量减半;该方法采用全站仪一次测量同时构建CPⅢ平面网和CPⅢ三角高程网,测量效率显著提高。为验证该方法的精度及可行性,对某段高速铁路CPⅢ控制网实测数据进行计算实验。结果表明,该方法求得的坐标与传统点对形式的CPⅢ控制点坐标的较差落入[-1 mm,1 mm]区间的概率为98.9%,求得的高程与矩形法水准高程的较差落入[-3 mm,3 mm]区间的概率为97%,说明按照本文方法构建的CPⅢ平面网及CPⅢ三角高程网,均满足高铁CPⅢ控制网的精度要求。     

V型天窗单侧轨道三维控制网测设技术研究

针对繁忙铁路干线维护测量中无法长时间开设垂直天窗,无法按照传统CPⅢ三维控制网测量方式展开测量等问题,利用双线铁路运营管理中V型天窗列车运行的特点,在传统点对形式CPⅢ三维控制网的基础上,只利用线路一侧的CPⅢ点,提出一种V型天窗单侧轨道三维控制网测量新方法。通过对V型天窗下单侧形式的CPⅢ平面网和三角高程网的新型构网方式进行研究及实测数据计算实验,计算结果均满足高铁CPⅢ控制网的精度要求,证明了该方法的可行性,可以作为V型天窗下单侧轨道三维控制网测量的新方法。     

高铁隧道洞内控制网测量新方法的应用

高速铁路线路控制网(CPⅡ)是轨道控制网(CPⅢ)平面网的上一级控制网。因此CPⅡ控制网的精度直接影响CPⅢ平面网建网的精度。在介绍原有隧道洞内CPⅡ测量方法、分析其不足的基础上,研究了利用自由测站边角交会的测量方式构建隧道洞内CPⅡ和二等高程控制网的新方法。讨论了该方法的外业技术要求和内业精度要求,并介绍了新方法方位角闭合差与全长相对闭合差的计算方法。经仿真计算与实测数据计算验证,新方法具有可行性和技术优势,应该在长大隧道洞内控制测量中推广使用。     

高速铁路大跨连续梁段CPⅢ平面控制网应用方法研究

梁体温度变化引起的大跨度连续梁伸缩变形量较大,严重影响CPⅢ平面控制网的绝对及相对精度,导致其无法满足轨道检测、精调作业的需要。结合郑西高速铁路渭南河特大桥大跨度连续梁段落桥梁伸缩监测数据及轨道控制网维护的实际需求,对轨道控制网长期稳定性维护方法进行探讨。通过对梁体伸缩特性及监测数据进行分析,提出一种解决因梁体伸缩变形引起的CPⅢ点位坐标变化问题的方法。采用此方法,能够保持大跨度连续梁段落轨道控制网的长期稳定性,避免连续梁段落高频次的CPⅢ平面控制网复测。     

顾及自动化养护机械的普速有砟铁路轨道控制网布设方式及其优化改进

在铁路运营维护阶段,线路大型养护机械特别是自动化养护机械的使用极大提高了线路养护的效率和质量,但同时对轨道控制网(CPⅢ)提出了更高要求。本文对我国普速有砟铁路CPⅢ测量技术进行了系统的总结,对现有方法的优缺点进行了对比分析。通过工程实例对CPⅢ单侧形式和自由测站法建立的CPⅢ网精度情况进行统计分析,得出单侧形式CPⅢ点自由测站法的点位精度及相对点位精度皆优于导线测量法,能很好满足自动化养护机械对有砟铁路轨道控制网的需求。     

CPⅢ测量数据处理软件的开发探讨

轨道控制网(CPⅢ)获取的大量观测数据,处理繁琐。为实现原始测量数据和成果质量的自动化分析处理,保证测量成果的准确性和可靠性,提高工作效率,开发了高铁测量数据质量分析处理系统软件。本文对该软件的部分功能进行了介绍,为CPⅢ数据处理软件的设计与开发提供一定的参考。     

粗差定位定值法在高速铁路轨道控制网测量中的应用

将LEGE粗差探测方法运用于轨道控制网(CPⅢ)测量数据处理中,结果表明该方法对轨道控制网粗差定位与定值非常有效,并得出了相应结论.     

CPⅢ控制网测量技术在城市轨道交通中的应用研究

介绍北京地铁6号线一期工程轨道铺设测量中,利用CPⅢ控制网基本方法进行城市轨道交通轨道铺设测量试验的情况,探讨城市轨道交通隧道内CPⅢ控制点位置确定、控制网布设、外业数据采集及数据处理的程序和方法.通过对4种试验应用方法的分析和对比,提出一种适用于城市轨道交通的CPⅢ控制网测量方法.     

长大隧道洞内CPⅡ控制网布网方式研究

隧道洞内线路控制网(CPⅡ)控制网作为隧道内轨道控制网基桩控制网(CPⅢ)的起算基准,直接影响着轨道施工的进度和质量.受现场地质条件等因素的影响,长大隧道施工过程中经常出现设计变更,导致隧道无法按期贯通或者贯通后无法及时满足CPⅡ控制网测设条件,给轨道施工带来巨大的工期压力.在详细分析各种隧道洞内CPⅡ控制网布网方式的基础上,针对不同等级铁路,研究了分段交叉导线网测量方法和交叉导线网与自由测站边角网混合网测量方法,利用这两种方法可在精度上满足隧道洞内轨道分阶段施工的需求,有效克服轨道施工中面临的工期压力,并结合两个项目实例证明了方法的有效性,对于其他类似项目具有较高的借鉴价值.     

苏州轨道交通CPⅢ平面控制网仿真计算

城市轨道交通轨道控制网（CPⅢ）是轨道铺设和运营维护的基准,具有测设精度高、多余观测数多、使用方便、控制点易保存等特点。本文分析了CPⅢ控制网测量误差来源,基于苏州轨道交通隧道贯通控制点施工成果与第三方成果差值的限差,推导了苏州轨道交通CPⅢ控制网起算点的中误差;根据苏州轨道交通盾构隧道限界图及实测CPⅢ数据、第三轮线网隧道洞径,构建了多种纵横向点对距离的苏州轨道交通CPⅢ仿真控制网;对仿真控制网进行间接平差计算,得出了隧道洞径增大可提高CPⅢ相邻点间的相对点位精度、CPⅢ点对纵向间距不宜超过80 m等结论,对苏州轨道交通CPⅢ控制网的布设、施测具有参考意义。     

无砟轨道CP Ⅲ平面控制网测量精度影响因素分析

从已知点兼容性、测量设备误差、距离投影改化等方面分析影响CPⅢ平面控制网测量精度的主要因素。通过剔除兼容性差的CPⅡ加密测量已知点、更换误差超标的棱镜、测定并改正全站仪综合加常数误差、对观测边长进行投影改正,能有效提高无砟轨道CPⅢ平面控制网平差精度,减少观测数据的返工重测次数,为我国无砟轨道CPⅢ平面控制网测量技术的...     

高速铁路轨道平顺性与轨道控制网精度关系的探讨

分析了轨道短波平顺性与测量误差的关系,明确了CPⅢ点的误差、无碴轨道调整测量的误差对轨道平顺性的影响,对轨道调整阶段的CPⅢ控制网自由设站边角后方交会进行模拟试验,讨论并验证了相邻测站点相对误差是影响轨道调整精度和平顺性的直接因素。     

CPⅢ测量技术在郑徐客运专线先张预应力无砟轨道板安装中的应用

客运专线铁路匝道的铺设必须具有较高精度,测量误差必须控制在毫米级范围之内,因此,测量技术就显得尤为重要。本文以郑徐客运专线工程为例,介绍了CPⅢ控制网点的设置、CPⅢ控制网平面测量、CPⅢ水准控制网测量等测量技术进行分析和研究,通过对测量结果的评价发现,平面控制网的精度和高程控制网精度均满足精度要求,说明了CPⅢ测量技术在无匝道轨道的铺设中的重要性。     

边角后方交会在高铁板式无碴轨道放样中的应用

智能型全站仪结合边角后方交会原理在高速铁路测量工作中得到广泛应用,其在CPⅢ高精度铺轨控制网的基础上进行自由重叠设站的精度能满足高铁测量的精度要求。在板式无碴轨道底板放样和轨道板安装时,可以根据仪器误差参数计算得出每个测站进行放样时误差不超限的最远放样距离,供测量人员参考。     

高速铁路轨道控制网精密测量数据处理

高速铁路无砟轨道施工建设需要布设高精度的轨道控制网(CPIII),要求相邻点平面相对精度优于1mm,同精度复测较差优于3mm。本文针对轨道控制网测量工程的特点,提出一种适合轨道控制网精密测量数据的处理方法,并采用国内某客专的实测数据进行了分析验证。实验结果表明,采用本文提出的方法能有效提高轨道控制网的平差精度、可靠性和计算效能。     

高速铁路轨道平面控制网(CPⅢ)测量原理的探讨

通过对高速铁路轨道平面控制网（CPⅢ）测量原理的分析和讨论,揭示了高速铁路轨道平面控制网是一种自由设站的导线测量。针对高速铁路轨道平面控制网的名称问题,建议将自由测站边角交会法改为自由设站导线测量法。